JP5067691B2 - Method for producing polymer thin film and polymer thin film - Google Patents
Method for producing polymer thin film and polymer thin film Download PDFInfo
- Publication number
- JP5067691B2 JP5067691B2 JP2007134000A JP2007134000A JP5067691B2 JP 5067691 B2 JP5067691 B2 JP 5067691B2 JP 2007134000 A JP2007134000 A JP 2007134000A JP 2007134000 A JP2007134000 A JP 2007134000A JP 5067691 B2 JP5067691 B2 JP 5067691B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- polymer thin
- sacrificial layer
- polymer
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C(c1ccccc1)=O)O Chemical compound CC(C)(C(c1ccccc1)=O)O XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/12—Spreading-out the material on a substrate, e.g. on the surface of a liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
- Y10T156/1168—Gripping and pulling work apart during delaminating
- Y10T156/1195—Delaminating from release surface
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
本発明は、ポリマー薄膜の製造方法および該製造方法により得られるポリマー薄膜に関する。 The present invention relates to a method for producing a polymer thin film and a polymer thin film obtained by the production method.
従来から、自己支持性を有する薄膜の製造方法が種々検討されており、水面キャスト法、シランカップリング剤を用いた界面反応法等が知られている。しかし、これらの方法により得られる薄膜は、通常、機械的な強度に乏しく、また得られる薄膜の精度にも限界がある。
一方、生体脂質の薄膜は、分子自体が持つ自己組織化能によって製膜における精度は極めて高いが、機能性薄膜として使用するには機械的な強度が不足している。そのため、生体脂質の薄膜は、多層の膜からなる構造とする必要があり、一般的な実用性に優れていない。
また、薄膜形成方法として知られている、ラングミュア・ブロジェット法（Langmuir Blodgett, LB）法やlayer-by-layer法（ＬｂＬ積層法）は、作製操作が煩雑であり、また、多くの欠陥を含む微結晶ドメインの集合体となることも多く、その実用性は高くない。すなわち、これらの方法では、表面積が大きく、かつ、強度の高い膜を得ることは困難である。
Conventionally, various methods for producing a self-supporting thin film have been studied, and a water surface casting method, an interfacial reaction method using a silane coupling agent, and the like are known. However, the thin film obtained by these methods usually has poor mechanical strength, and the accuracy of the obtained thin film is limited.
On the other hand, thin films of biological lipids have extremely high accuracy in film formation due to the self-organizing ability of molecules themselves, but lack mechanical strength to be used as functional thin films. Therefore, the thin film of biological lipid needs to have a multilayer film structure and is not excellent in general practicality.
In addition, the Langmuir Blodgett (LB) method and the layer-by-layer method (LbL lamination method), which are known as thin film formation methods, are complicated in production operation and have many defects. In many cases, it is an aggregate of microcrystalline domains, and its practicality is not high. That is, with these methods, it is difficult to obtain a film having a large surface area and high strength.
一般に、薄膜、特に、自己支持性を有する薄膜は、その表面積が大きくなるにつれ、膜表面に欠陥が生じやすくなる。また、自己支持性膜と言われているものの中には、多孔質の支持体等を基板として有するものが多い。
ここで、非特許文献１には、カルボキシル基とメチル基を表面に有する自己支持性膜（Self-assembled monolayer）の表面にポリエチレンイミンをイオン吸着させ、重合させることにより、薄膜を形成する方法が記載されている。しかしながら、該方法は、自己支持性膜と、その表面に吸着させたポリエチレンイミン層を重合させる方法である。すなわち、層同士が重合する構成である。
In general, as the surface area of a thin film, particularly a thin film having self-supporting property increases, defects tend to occur on the film surface. In addition, many of the so-called self-supporting films have a porous support as a substrate.
Here, Non-Patent
本発明の課題は、上記課題を解決することを目的としたものであって、高い強度、柔軟性および精度を有するポリマー薄膜を製造することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to produce a polymer thin film having high strength, flexibility and accuracy.
上記課題の下、発明者が鋭意検討を行った結果、下記手段により、上記課題を解決しうることを見出した。
（１）支持体上に、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を含む組成物を層状に設け、該層状に設けた組成物中の（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を連鎖重合させた後、前記支持体と前記組成物を分離させることを含むポリマー薄膜の製造方法。
（２）支持体の表面に、犠牲層を設け、該犠牲層の表面に、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を含む組成物を層状に設け、該層状に設けた組成物中の（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を連鎖重合させた後、前記犠牲層を除去することにより、前記支持体と前記重合させた組成物を分離させることを含むポリマー薄膜の製造方法。
（３）前記組成物は、さらに、連鎖重合開始剤を含む、（１）または（２）に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（４）前記連鎖重合は、ラジカル重合である、（１）〜（３）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（５）前記組成物は、Ｅ型粘度計によって測定した粘度が、０．０１ｃｐｓ以上である、（１）〜（４）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（６）前記犠牲層の除去は、該犠牲層を溶解することにより行う、（１）〜（５）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（７）前記犠牲層が水に溶解するポリマーを主成分とし、水により、犠牲層を溶解することを特徴とする（６）に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（８）前記（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を含む組成物は、スピンコーティング法またはディップコーティング法により、前記支持体上に層状に設ける、（１）〜（７）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜の製造方法。
（９）（１）〜（８）のいずれか１項に記載の製造方法により得られるポリマー薄膜であって、厚さを１００ｎｍ以下としても自己支持性を有するポリマー薄膜。
（１０）強度が、１０ＭＰａ以上である、（９）に記載のポリマー薄膜。
（１１）膜厚みと膜サイズのアスペクト比が１０4以上である、（９）または（１０）に記載のポリマー薄膜。
（１２）電気抵抗が１０10以上である、（９）〜（１１）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜。
（１３）色素、顔料、金属微粒子、金属酸化物微粒子、有機微粒子、有機低分子、有機ポリマー、デンドリマー、生体分子、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、および粘土鉱物から選択される少なくとも１種を含む、（９）〜（１２）のいずれか１項に記載のポリマー薄膜。
As a result of intensive studies by the inventors under the above problems, it has been found that the above problems can be solved by the following means.
(1) A composition comprising a polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups on a support is provided in a layered form, and a polymerization having two or more (meth) acrylic groups in the composition provided in the layered form. A method for producing a polymer thin film, which comprises separating the support and the composition after chain polymerization of a functional compound.
(2) A composition in which a sacrificial layer is provided on the surface of the support, a composition containing a polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups is provided on the surface of the sacrificial layer, and the layer is provided. A polymer thin film comprising separating the support and the polymerized composition by removing the sacrificial layer after chain polymerization of a polymerizable compound having two or more (meth) acryl groups therein Production method.
(3) The method for producing a polymer thin film according to (1) or (2), wherein the composition further contains a chain polymerization initiator.
(4) The method for producing a polymer thin film according to any one of (1) to (3), wherein the chain polymerization is radical polymerization.
(5) The said composition is a manufacturing method of the polymer thin film of any one of (1)-(4) whose viscosity measured with the E-type viscosity meter is 0.01 cps or more.
(6) The method for producing a polymer thin film according to any one of (1) to (5), wherein the sacrificial layer is removed by dissolving the sacrificial layer.
(7) The method for producing a polymer thin film according to (6), wherein the sacrificial layer is composed mainly of a polymer that dissolves in water, and the sacrificial layer is dissolved by water.
(8) The composition containing a polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups is provided in a layer form on the support by a spin coating method or a dip coating method, any of (1) to (7) 2. A method for producing a polymer thin film according to
(9) A polymer thin film obtained by the production method according to any one of (1) to (8), wherein the polymer thin film has self-supporting property even when the thickness is 100 nm or less.
(10) The polymer thin film according to (9), wherein the strength is 10 MPa or more.
(11) The polymer thin film according to (9) or (10), wherein the aspect ratio between the film thickness and the film size is 10 4 or more.
(12) The polymer thin film according to any one of (9) to (11), wherein the electrical resistance is 10 10 or more.
(13) Contains at least one selected from dyes, pigments, metal fine particles, metal oxide fine particles, organic fine particles, organic low molecules, organic polymers, dendrimers, biomolecules, carbon nanotubes, fullerenes, carbon blacks, and clay minerals. (9) The polymer thin film according to any one of (12).
本発明により、高い強度、柔軟性および精度を有するポリマー薄膜を得ることが可能になった。さらに、これらの特性を有しつつ、表面積が大きく、薄いポリマー薄膜を得ることが可能になった。 According to the present invention, a polymer thin film having high strength, flexibility and accuracy can be obtained. Furthermore, it has become possible to obtain a thin polymer thin film having these characteristics and a large surface area.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
本発明のポリマー薄膜の製造方法は、支持体上に、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を含む組成物（以下、「本発明で用いる組成物」ということがある）を層状に設け、該層状に設けた組成物中の（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を連鎖重合させた後、前記支持体と前記組成物を分離させることを特徴とする。 In the method for producing a polymer thin film of the present invention, a composition containing a polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups (hereinafter sometimes referred to as “composition used in the present invention”) is layered on a support. It is characterized in that the support and the composition are separated after chain-polymerizing a polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups in the layered composition.
本発明における（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物とは、アクリル基を２つ以上有する重合性化合物またはメタアクリル基を２つ以上有する重合性化合物を意味し、アクリル基を２つ以上有する重合性化合物であることが好ましい。例えば、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物とは、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基やイソ（チオ）シアナートを２つ以上含んだ多価化合物を、（メタ）アクリル変性することによりアクリルエステルまたはアクリルアミドを形成する化合物である。
例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
ｎは１以上の整数であり、好ましくは１〜１０の整数である。
ｍは０以上の整数であり、好ましくは１〜４の整数である。
ｘは、下記で表される基である。
Ｒは、製造条件や用途に応じて選択することが好ましく、例えば、硬化が遅い方が好都合の場合には、メチル基が採用される。
The polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups in the present invention means a polymerizable compound having two or more acrylic groups or a polymerizable compound having two or more methacrylic groups, and has two acrylic groups. A polymerizable compound having the above is preferable. For example, a polymerizable compound having two or more (meth) acryl groups is a (meth) acryl modification of a polyvalent compound containing two or more hydroxy groups, amino groups, epoxy groups or iso (thio) cyanates. Are compounds that form acrylic esters or acrylamides.
For example, the compound represented by the following formula is mentioned.
n is an integer greater than or equal to 1, Preferably it is an integer of 1-10 .
m is an integer greater than or equal to 0, Preferably it is an integer of 1-4.
x is a group represented by the following.
R is preferably selected according to production conditions and applications. For example, when it is advantageous to cure more slowly, a methyl group is employed.
このような化合物の例として、ｎ＝１およびｍ＝０である化合物としてＲ２８０（三井化学製）およびユニディック５５００（大日本インキ製）、ｎ＝１、ｍ＝４である化合物としてＰＥＴＩＡ（ペンタエリスリトールトリアクリレート）、ｎ>２、ｍ＝１である化合物としてクレゾール系エポキシをアクリル変性させたリポキシＨ６００（昭和高分子）が挙げられる。 Examples of such compounds include R280 (Mitsui Chemicals) and Unidic 5500 (Dainippon Ink) as compounds where n = 1 and m = 0, PETIA (penta as compounds where n = 1, m = 4 (Erythritol triacrylate), n> 2, and m = 1 include Lipoxy H600 (Showa Polymer) obtained by acrylic-modifying cresol epoxy.
（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。また、他の重合性／非重合性化合物を含んでいてもよい。例えば、多官能アクリレート化合物と単官能アクリレートモノマーを併用することが挙げられる。このような手段を採用することにより、塗布性やコーティング性を向上させることができる。 The polymerizable compound having two or more (meth) acrylic groups may be used alone or in combination of two or more. Further, other polymerizable / non-polymerizable compounds may be contained. For example, a polyfunctional acrylate compound and a monofunctional acrylate monomer are used in combination. By adopting such means, applicability and coating properties can be improved.
本発明で用いる、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物は、モノマーであってもよいし、オリゴマーであってもよい。
モノマーを用いる場合、連鎖重合に直接関係のない物質（例えば、バルク材）を添加して、組成物の粘度を調節することが好ましい。このような手段を採用することにより、本発明で用いる組成物の粘度を高めることができ、塗布が容易になる。
オリゴマーを用いる場合、単位ユニットが１〜５０であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましい。
また、本発明で用いる組成物の、Ｅ型粘度計によって測定した粘度が、０．０１ｃｐｓ以上であることが好ましく、０．１〜１０ｃｐｓであることがより好ましく、０．５〜１０ｃｐｓであることがさらに好ましい。このような粘度とすることにより、塗布性をより向上させることができる。
The polymerizable compound having two or more (meth) acryl groups used in the present invention may be a monomer or an oligomer.
When a monomer is used, it is preferable to adjust the viscosity of the composition by adding a substance (for example, a bulk material) not directly related to chain polymerization. By adopting such means, the viscosity of the composition used in the present invention can be increased, and coating becomes easy.
When using an oligomer, it is preferable that a unit unit is 1-50, and it is more preferable that it is 1-10.
The viscosity of the composition used in the present invention measured by an E-type viscometer is preferably 0.01 cps or more, more preferably 0.1 to 10 cps, and 0.5 to 10 cps. Is more preferable. By setting it as such a viscosity, applicability | paintability can be improved more.
本発明では、本発明で用いる組成物中に、３０重量％の（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物を含むことが好ましい。 In the present invention, the composition used in the present invention preferably contains a polymerizable compound having two or more 30 wt% (meth) acrylic groups.
本発明では、本発明で用いる組成物を連鎖重合させるが、重合方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に定めるものではなく、公知の連鎖重合方法を広く採用できる。連鎖重合としては、ラジカル重合（リビングラジカル重合等を含む）およびイオン重合が挙げられ、イオン重合としてはアニオン重合（リビングアニオン重合等を含む）が挙げられる。
本発明では、連鎖重合開始剤を用いた重合が好ましく、連鎖重合開始剤を用いた光重合または熱重合がより好ましく、連鎖重合開始剤を用いた光ラジカル重合または熱ラジカル重合がさらに好ましく、連鎖重合開始剤を用いた光ラジカル重合が特に好ましい。二成分系の電子移動型の酸化還元反応（red-ox、レドックス反応）を用いる方法も同様に好ましい。
In the present invention, the composition used in the present invention is subjected to chain polymerization, but the polymerization method is not particularly defined as long as it does not depart from the gist of the present invention, and known chain polymerization methods can be widely employed. Examples of chain polymerization include radical polymerization (including living radical polymerization) and ionic polymerization. Examples of ionic polymerization include anionic polymerization (including living anion polymerization).
In the present invention, polymerization using a chain polymerization initiator is preferable, photopolymerization or thermal polymerization using a chain polymerization initiator is more preferable, photoradical polymerization or thermal radical polymerization using a chain polymerization initiator is more preferable, Photo radical polymerization using a polymerization initiator is particularly preferred. A method using a two-component electron transfer type redox reaction (red-ox, redox reaction) is also preferable.
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキサイド類等が挙げられる。ベンゾイン類としては例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。アセトフェノン類としては例えば、アセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−フェニルプロパン−１−オン、ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノプロパン−１−オンなどが挙げられる。アントラキノン類としては例えば、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−クロロアントラキノン、２−アミルアントラキノンなどが挙げられる。チオキサントン類としては例えば、２，４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントンなどが挙げられる。ケタール類としては例えば、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。ベンゾフェノン類としては例えば、ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルサルファイド、４，４'−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。ホスフィンオキサイド類としては例えば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。また、具体的には、市場より、チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア１８４（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）、イルガキュア９０７（２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−（４−モルフォリニル）−１−プロパノン）、ＢＡＳＦ社製ルシリンＴＰＯ（２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド）等を容易に入手出来る。 Examples of the photo radical polymerization initiator include benzoins, acetophenones, anthraquinones, thioxanthones, ketals, benzophenones, and phosphine oxides. Examples of benzoins include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether. Examples of acetophenones include acetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl. Ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, and the like. Examples of the anthraquinones include 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone and the like. Examples of thioxanthones include 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, and the like. Examples of ketals include acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal. Examples of benzophenones include benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 4,4′-bismethylaminobenzophenone, and the like. Examples of phosphine oxides include 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, and the like. Further, from the market, Irgacure 184 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) and Irgacure 907 (2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2- (4- Morpholinyl) -1-propanone), lucillin TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide) manufactured by BASF, etc. are easily available.
熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物およびアゾ系重合開始剤が挙げられる。有機過酸化物の例としては、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、アセチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーベンゾエート、シクロヘキサノンパーオキシド等が挙げられる。またアゾ系重合開始剤の例としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリル等が挙げられる。
これらの連鎖重合開始剤は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を用いてもよい。
これらの連鎖重合開始剤は、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物に対し０．５〜５重量％の割合で用いることが好ましい。
Examples of the thermal radical polymerization initiator include organic peroxides and azo polymerization initiators. Examples of organic peroxides include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, and cyclohexanone peroxide. It is done. Examples of the azo polymerization initiator include azobisisobutyronitrile and azobisvaleronitrile.
These chain polymerization initiators may use only 1 type and may use 2 or more types.
These chain polymerization initiators are preferably used in a proportion of 0.5 to 5% by weight based on the polymerizable compound having two or more (meth) acryl groups.
光重合開始剤を用いて光重合を行う場合、例えば、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍ、強度１ｍＪ／ｃｍ2・ｓ〜１Ｊ／ｃｍ2・ｓ、３０秒〜１０分の光照射を行うことが好ましい。
熱重合開始剤を用いて熱重合を行う場合、例えば、８０〜１５０℃、１分〜１０分の加熱を行うことが好ましい。
When photopolymerization is performed using a photopolymerization initiator, for example, it is preferable to perform light irradiation at a wavelength of 300 nm to 500 nm, an intensity of 1 mJ / cm 2 · s to 1 J / cm 2 · s, and 30 seconds to 10 minutes.
When thermal polymerization is performed using a thermal polymerization initiator, for example, it is preferable to perform heating at 80 to 150 ° C. for 1 minute to 10 minutes.
本発明における連鎖重合は、連鎖重合開始剤を用いない、光重合（例えば、ＵＶ光照射）、熱重合（例えば、加熱）、放射線重合（例えば電子線）等の重合方法であってもよい。
連鎖重合開始剤を用いない直接の光照射による光重合を行う場合、２５０ｎｍ以下の短波長で、１０ｍＪ以上の強度で光照射することが好ましい。
加熱による熱重合を行う場合、１２０℃以上で２時間加熱することが好ましい。
電子線照射により放射線重合を行う場合、１０ｍＪ／ｃｍ2・ｓ、１０秒〜２分、光照射することが好ましい。
The chain polymerization in the present invention may be a polymerization method such as photopolymerization (for example, UV light irradiation), thermal polymerization (for example, heating), radiation polymerization (for example, electron beam) without using a chain polymerization initiator.
When performing photopolymerization by direct light irradiation without using a chain polymerization initiator, it is preferable to perform light irradiation with a short wavelength of 250 nm or less and an intensity of 10 mJ or more.
When performing thermal polymerization by heating, it is preferable to heat at 120 ° C. or higher for 2 hours.
When performing radiation polymerization by electron beam irradiation, it is preferable to irradiate with light for 10 mJ / cm 2 · s, 10 seconds to 2 minutes.
本発明の組成物には、重合構造形成に関与しない、膜に機能を持たせるための物質を含んでいてもよい。このような物質は、有機化合物、無機化合物のいずれでもよく、色素、顔料、金属微粒子、金属酸化物微粒子、有機微粒子、有機低分子、有機ポリマー、デンドリマー、生体分子、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、および粘土鉱物から選択される少なくとも１種が例示される。色素としては、ローダミンやピレン、ポルフィリンなどに代表される一般的な蛍光性色素の他、アゾベンゼンやスピロピランのような一般的な機能性色素なども用いることができる。顔料としては、アゾ顔料やフタロシアニンブルーなどの多環式系顔料、あるいはニッケルチタンエローのような無機顔料が、金属微粒子としては、金超微粒子や銀超微粒子、プラチナ微粒子にタングステン微粒子などが挙げられる。金属酸化物微粒子としては、酸化アルミニウムや酸化チタン、酸化珪素に酸化スズなどが挙げられる。有機微粒子としては、ポリスチレンラテックスや（メタ）アクリルアミド粒子、ジビニルベンゼンで重合したポリスチレン微粒子などが挙げられる。有機低分子としては、カルバゾール誘導体やTTF(tetrathiafulvalene)誘導体、キノン類誘導体、チオフェンやピロール誘導体などの各種機能性分子が挙げられる。有機ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの結晶性ポリマーや、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホンなどのアモルファスポリマーが挙げられる。生体分子としては、DNAやタンパク質、リン酸質にグルコース、ATPなどが挙げられる。粘土鉱物としては、ゼオライトやカオリナイト、モンモリロナイトにクロライト等が挙げられる。デンドリマーとしては、PMMA型デンドリマーやチオフェン型デンドリマー、ポリ（アミドアミン）デンドリマーが上げられる。
これらの物質は、本発明で用いる組成物中に、０．０１〜８０重量％の範囲で用いることが好ましい。また、これらの物質は、得られるポリマー薄膜の０．１〜４０重量％の範囲で含まれていることが好ましい。
このように、本発明の製造方法では、種々の物質を含んだ薄膜として用いることができる。例えば、色素を含んだポリマー薄膜は、光学材料に用いることができる。また、金属酸化物を含んだポリマー薄膜は、層間絶縁膜に用いることができる。
また、本発明における本発明で用いる組成物は、通常、溶媒中に、樹脂や他の物質等を添加して調整する。ここで用いる溶媒は、特に定めるものではないが、例えば、クロロフォルム、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、乳酸エチル等を用いることができる。
The composition of the present invention may contain a substance that does not participate in formation of a polymerized structure and has a function for the film. Such a substance may be either an organic compound or an inorganic compound, such as a dye, pigment, metal fine particle, metal oxide fine particle, organic fine particle, organic low molecule, organic polymer, dendrimer, biomolecule, carbon nanotube, fullerene, carbon black. And at least one selected from clay minerals. As the dye, general functional dyes such as azobenzene and spiropyran can be used in addition to general fluorescent dyes represented by rhodamine, pyrene, porphyrin and the like. Examples of pigments include polycyclic pigments such as azo pigments and phthalocyanine blue, and inorganic pigments such as nickel titanium yellow. Examples of metal fine particles include gold ultrafine particles, silver ultrafine particles, platinum fine particles, and tungsten fine particles. . Examples of the metal oxide fine particles include aluminum oxide, titanium oxide, silicon oxide and tin oxide. Examples of the organic fine particles include polystyrene latex, (meth) acrylamide particles, and polystyrene fine particles polymerized with divinylbenzene. Examples of the organic low molecule include various functional molecules such as carbazole derivatives, TTF (tetrathiafulvalene) derivatives, quinone derivatives, thiophene and pyrrole derivatives. Examples of the organic polymer include crystalline polymers such as polyethylene, polypropylene, and polyamide, and amorphous polymers such as polystyrene, polycarbonate, and polysulfone. Biomolecules include DNA, protein, phosphate, glucose, ATP, and the like. Examples of clay minerals include zeolite, kaolinite, montmorillonite, and chlorite. Examples of dendrimers include PMMA type dendrimers, thiophene type dendrimers, and poly (amidoamine) dendrimers.
These substances are preferably used in the range of 0.01 to 80% by weight in the composition used in the present invention. Moreover, it is preferable that these substances are contained in the range of 0.1 to 40% by weight of the obtained polymer thin film.
Thus, in the manufacturing method of this invention, it can be used as a thin film containing various substances. For example, a polymer thin film containing a pigment can be used as an optical material. A polymer thin film containing a metal oxide can be used for an interlayer insulating film.
In addition, the composition used in the present invention in the present invention is usually prepared by adding a resin or other substance in a solvent. The solvent used here is not particularly defined, and for example, chloroform, cyclohexanone, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, and the like can be used.
本発明では、本発明で用いる組成物を、支持体上に層状に設けている。本発明で用いる組成物を１つの層状にして重合させることにより、１つの層内で重合構造を形成させることができる。このような手段を採用することにより、従来に比して著しく強度が高く、かつ、自己支持性を有し、さらに、表面積の大きなポリマー薄膜の製造が可能になる。また、異なる種類の重合物層を重ねることも可能である。
ここで、本発明で用いる組成物は、支持体上に直接に設けてもよいし、後述する犠牲層等、何らかの層を設けた上に設けてもよい。
また、本発明で用いる組成物を設ける面の表面は洗浄しておくことが好ましい。洗浄は、酸含有液、好ましくは、ピラニア溶液で洗浄しておくとよい。このような操作を含むことにより、重合した樹脂組成物（本発明のポリマー薄膜）を支持体から分離することがより容易にできる。
層状に設ける方法としては、スピンコーティング法、ディップコーティング法等の薄層を設ける方法が広く採用できる。
スピンコーティング法を採用する場合、回転数６００〜８０００ｒｐｍで行うことが好ましい。
また、本発明における膜厚は、本発明で用いる組成物中における樹脂の濃度やスピンコートの条件等により調整することができる。
In the present invention, the composition used in the present invention is provided in a layer form on a support. By polymerizing the composition used in the present invention in one layer, a polymer structure can be formed in one layer. By adopting such means, it becomes possible to produce a polymer thin film that is significantly higher in strength than the conventional one, has self-supporting properties, and has a large surface area. It is also possible to stack different types of polymer layers.
Here, the composition used in the present invention may be provided directly on the support, or may be provided on some layer such as a sacrificial layer described later.
Moreover, it is preferable to wash | clean the surface of the surface in which the composition used by this invention is provided. Washing may be performed with an acid-containing liquid, preferably a piranha solution. By including such an operation, the polymerized resin composition (polymer thin film of the present invention) can be more easily separated from the support.
As a method of providing a layer, a method of providing a thin layer such as a spin coating method or a dip coating method can be widely employed.
When the spin coating method is employed, it is preferably performed at a rotational speed of 600 to 8000 rpm.
The film thickness in the present invention can be adjusted by the concentration of the resin in the composition used in the present invention, the conditions of spin coating, and the like.
本発明では、本発明で用いる組成物を連鎖重合させた後、支持体から分離する工程を有する。ここで、連鎖重合した本発明で用いる組成物と、支持体とを分離する方法は公知の方法を採用することができる。
好ましくは、支持体の表面に犠牲層を設け該犠牲層を除去することにより行うことができる。犠牲層を設ける方法および除去する方法は、本発明のポリマー薄膜に損傷を与えない方法であれば、いかなる方法であってもよい。好ましくは、本発明で用いる組成物からなる層、すなわち、ポリマー薄膜が溶解せずに犠牲層のみを溶解する溶媒に浸漬して該犠牲層を溶解する方法である。この方法を採用する場合、犠牲層とポリマー薄膜の間に切り込みを入れておくことが好ましい。このような手段を採用することにより、溶媒がより浸透しやすくなり好ましい。
特に、本発明では、犠牲層として、外的な刺激によって溶媒への溶解度が不溶から可溶へと変化するポリマーを好ましく用いることができる。このようなポリマーは、好ましくは架橋性ポリマーであり、より好ましくは熱架橋性−光分解性ポリマーまたは光架橋性−熱分解性ポリマーである。熱架橋性−光分解性ポリマーとしては、例えば、ビニルエーテルと、水酸基または酸性ポリマーと、光酸発生剤との組み合わせからなるものが挙げられる。具体的には、例えば、特開平９−２７４３２０号公報や特開２００４−１１７８７８号公報に記載のものが挙げられる。一方、光架橋性−熱分解性ポリマーとしては、例えば、側鎖にエポキシ基を有するポリマーが挙げられる。具体的には、Chem. Mater. 2002, 14, 334-340に記載のものが挙げられる。このような熱架橋性−光分解性ポリマーまたは光架橋性−熱分解性ポリマーを採用することにより、本発明で用いる組成物を犠牲層上に設ける際に、ほとんどすべての溶媒を使用することができるという利点がある。
In this invention, it has the process of isolate | separating from a support body, after carrying out chain polymerization of the composition used by this invention. Here, a known method can be adopted as a method for separating the chain-polymerized composition used in the present invention from the support.
Preferably, it can be performed by providing a sacrificial layer on the surface of the support and removing the sacrificial layer. The method for providing and removing the sacrificial layer may be any method as long as it does not damage the polymer thin film of the present invention. Preferably, it is a method of dissolving the sacrificial layer by immersing it in a solvent that dissolves only the sacrificial layer without dissolving the polymer thin film, that is, the polymer thin film. When this method is employed, it is preferable to make a cut between the sacrificial layer and the polymer thin film. By adopting such means, the solvent is more easily penetrated, which is preferable.
In particular, in the present invention, a polymer whose solubility in a solvent is changed from insoluble to soluble by an external stimulus can be preferably used as the sacrificial layer. Such a polymer is preferably a crosslinkable polymer, more preferably a heat crosslinkable-photodegradable polymer or a photocrosslinkable-thermodegradable polymer. Examples of the thermally crosslinkable-photodegradable polymer include those composed of a combination of vinyl ether, a hydroxyl group or an acidic polymer, and a photoacid generator. Specific examples include those described in JP-A-9-274320 and JP-A 2004-117878. On the other hand, examples of the photocrosslinkable-thermally decomposable polymer include polymers having an epoxy group in the side chain. Specific examples include those described in Chem. Mater. 2002, 14, 334-340. By employing such a heat-crosslinkable-photodegradable polymer or photocrosslinkable-thermodegradable polymer, almost any solvent can be used when the composition used in the present invention is provided on the sacrificial layer. There is an advantage that you can.
本発明では、犠牲層の主成分として、水に溶解するポリマーを採用し、水により、犠牲層を溶解する方法が好ましく採用される。このような犠牲層を採用することにより、薄膜を水面に張った状態で得ることができるという利点がある。
ここで、主成分とは、例えば、犠牲層調整時の犠牲層の８０重量％以上が、水に溶解するポリマーであることをいう。水に溶解するポリマーとしては、ポリスチレンスルフォネート、ポリビニルアルコール、（メタ）アクリルアミド、水溶性セルロース等が挙げられる。
犠牲層の厚さとしては、１００ｎｍ〜１０μｍが好ましい。このような範囲とすることにより、犠牲層を容易に除去できる。
In the present invention, a polymer that dissolves in water as the main component of the sacrificial layer is employed, and a method of dissolving the sacrificial layer with water is preferably employed. By adopting such a sacrificial layer, there is an advantage that the thin film can be obtained while being stretched on the water surface.
Here, the main component refers to, for example, a polymer in which 80% by weight or more of the sacrificial layer at the time of sacrificial layer adjustment is dissolved in water. Examples of the polymer that dissolves in water include polystyrene sulfonate, polyvinyl alcohol, (meth) acrylamide, and water-soluble cellulose.
The thickness of the sacrificial layer is preferably 100 nm to 10 μm. By setting it as such a range, a sacrificial layer can be removed easily.
ここで、支持体としては、ガラス、シリコンウェハー、マイカ、金基板等を採用できる。また、犠牲層としては、ポリヒドロキシスチレン、ポリスチレンスルフォネート、半導体用レジスト材料、熱重合性のポリマー等を採用できる。犠牲層の作製に用いる溶媒としては、本発明のポリマー薄膜に損傷を与えない溶媒であることが好ましい。但し、溶媒が完全に揮発した後に本発明で用いる組成物を層状に設ける場合等、本発明の趣旨を逸脱しない限り、この要件は必須ではない。 Here, as the support, glass, silicon wafer, mica, gold substrate, or the like can be adopted. In addition, as the sacrificial layer, polyhydroxystyrene, polystyrene sulfonate, a resist material for semiconductor, a thermopolymerizable polymer, or the like can be employed. The solvent used for the production of the sacrificial layer is preferably a solvent that does not damage the polymer thin film of the present invention. However, this requirement is not essential unless the composition of the present invention is provided in the form of a layer after the solvent is completely volatilized without departing from the spirit of the present invention.
本発明の方法により得られるポリマー薄膜は、従来の方法では得られなかった有意な特性を有している。
まず、本発明の製造方法を採用することにより、自己支持性を有するポリマー薄膜が得られる。ここで自己支持性とは、基板を取り除いても該ポリマー薄膜層が薄膜の形態を保つことをいう。
さらに、以下の性質を有するポリマー薄膜を製造することができる。
（１）膜の厚さが、例えば１００ｎｍ以下、さらには３０ｎｍ以下としても自己支持性を有するポリマー薄膜
（２）表面積が１００ｍｍ2以上のポリマー薄膜
（３）アスペクト比 (厚さに対する膜サイズ比)が１０4以上、さらには１０6以上、特には１０7以上のポリマー薄膜
（４）支持体に対し、１％以下の寸法精度を有する、寸法安定性に優れたポリマー薄膜
（５）例えば１ＭＰａ以上、さらには１０ＭＰａ以上の強度を有するポリマー薄膜
（６）半永久的（例えば、１年以上）自己支持性を維持させることができるポリマー薄膜
（７）例えば、０．１％以上の極限伸縮張率を有する、柔軟性に優れたポリマー薄膜
（８）得られるポリマー薄膜中、（メタ）アクリル基を２つ以上有する重合性化合物由来の成分が２０〜９９．９重量％を占めるポリマー薄膜
（９）ヤング率が８００ＭＰａ以上であるポリマー薄膜
（１０）強度が１０ＭＰａ以上であるポリマー薄膜
さらに、本発明の製造方法により得られるポリマー薄膜は、重合していない直鎖ポリマー薄膜や、２層の間で重合構造を形成させてなるポリマー薄膜では決して得られなかった十分な機械的強度を有している。
The polymer thin film obtained by the method of the present invention has significant characteristics that cannot be obtained by the conventional method.
First, by employing the production method of the present invention, a polymer thin film having self-supporting properties can be obtained. Here, self-supporting means that the polymer thin film layer maintains the form of a thin film even when the substrate is removed.
Furthermore, a polymer thin film having the following properties can be produced.
(1) Polymer thin film having self-supporting property even when the film thickness is 100 nm or less, further 30 nm or less (2) Polymer thin film having a surface area of 100 mm 2 or more (3) Aspect ratio (film size ratio to thickness) There 10 4 or more, even 10 6 or more, particularly to 10 7 or more polymer film (4) support, with 1% or less dimensional accuracy, polymer film (5) having excellent dimensional stability for example 1MPa or higher Furthermore, a polymer thin film having a strength of 10 MPa or more (6) A semi-permanent (for example, one year or more) self-supporting polymer thin film (7) For example, an ultimate stretch tension of 0.1% or more Polymer thin film having excellent flexibility (8) In the polymer thin film obtained, a component derived from a polymerizable compound having two or more (meth) acryl groups accounts for 20 to 99.9% by weight. Polymer thin film (9) Polymer thin film with Young's modulus of 800 MPa or more (10) Polymer thin film with strength of 10 MPa or more Further, the polymer thin film obtained by the production method of the present invention is a non-polymerized linear polymer thin film, It has sufficient mechanical strength that was never obtained with a polymer thin film formed by forming a polymerized structure between two layers.
本発明のポリマー薄膜の厚さは、用いる用途に応じて適宜定めることができるが、例えば３ｎｍ〜１００ｎｍであり、好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍとすることができる。このような膜厚とすることにより、厚膜では達成できなかった柔軟さを持たせることができ、物質透過性を高めることができ、さらに、緻密な保護膜として使用することができる。 Although the thickness of the polymer thin film of this invention can be suitably determined according to the use to be used, it is 3 nm-100 nm, for example, Preferably it can be 10 nm-50 nm. By setting it as such a film thickness, the softness | flexibility which was not able to be achieved with the thick film can be given, substance permeability can be improved, and it can be further used as a dense protective film.
本発明のポリマー薄膜は、上述のとおり、該ポリマー薄膜自身に機能性を持たせても良いが、該ポリマー薄膜の表面に機能性層を設けることにより、また、機能性材料を付着させることにより、機能性を持たせることもできる。このような機能性層としては、金属層やポリマー層、金属酸化物層が挙げられる。また、機能性材料としては、色素（特に、ローダミンイソチオシアネート、フルオレスカミン、ダンシルクロリド、ダブシルクロリドのような、官能基を有した色素）、顔料、液晶分子や金属微粒子、さらには半導体微粒子や酸化物微粒子が挙げられる。 As described above, the polymer thin film of the present invention may have functionality to the polymer thin film itself, but by providing a functional layer on the surface of the polymer thin film, or by attaching a functional material. It can also have functionality. Examples of such a functional layer include a metal layer, a polymer layer, and a metal oxide layer. Functional materials include dyes (especially dyes having functional groups such as rhodamine isothiocyanate, fluorescamine, dansyl chloride, and dub silk chloride), pigments, liquid crystal molecules and metal fine particles, and semiconductor fine particles. And oxide fine particles.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
実施例１
（メタ）アクリル基を２つ有する重合性化合物（商品名：Ｒ２８０、製造元：三井化学）を、クロロフォルムに溶解させ、さらに光重合開始剤としてDarocure4265（製造元：Ciba-Geigy）を添加したものを塗布溶液とした。濃度は重合性化合物成分が０．２重量％となるように調整し、光重合開始剤は重合性化合物成分に対して５重量％とした。
以下に、重合性化合物および光重合開始剤の化学式を示す。
Example 1
A polymerizable compound (trade name: R280, manufacturer: Mitsui Chemicals) having two (meth) acrylic groups is dissolved in chloroform, and Darocure 4265 (manufacturer: Ciba-Geigy) is added as a photopolymerization initiator. It was set as the solution. The concentration was adjusted so that the polymerizable compound component was 0.2 wt%, and the photopolymerization initiator was 5 wt% with respect to the polymerizable compound component.
The chemical formulas of the polymerizable compound and the photopolymerization initiator are shown below.
Darocure4265
下記化合物の１：１（重量比）の混合物である。
It is a 1: 1 (weight ratio) mixture of the following compounds.
図１に示す手順に従って、ポリマー薄膜を作製した。ここで、図１中、１は基板を、２は犠牲層を、３は本発明で用いる組成物からなる層を、４は光照射装置を、５は本発明で用いる組成物を光照射した後のポリマー薄膜を示している。
始めに、シリコンウェハー基板（サイズ：４ｘ４ｃｍ）上に犠牲層としてポリビニルフェノール（ＰＨＳ）層をスピンコートにより設けた（厚さ：約１００ｎｍ）（図１の（ａ））。次に、上記塗布溶液を、２０００ｒｐｍ、６０ｓスピンコートして、犠牲層上に本発明で用いる組成物からなる層を設けた（図１の（ｂ））。層の厚さは２０ｎｍとした。本発明で用いる組成物からなる層に、光照射装置を用いて、波長３００ｎｍの光を真空中で３０秒間照射した（図１の（ｃ））。ここで、光源には水銀ランプを用い、スライドガラスを通して露光を行った。得られたポリマー薄膜を水中に浸積することによって、犠牲層が溶解しポリマー薄膜を分離した（図１の（ｄ））。
A polymer thin film was prepared according to the procedure shown in FIG. Here, in FIG. 1, 1 is irradiated with a substrate, 2 is a sacrificial layer, 3 is a layer made of the composition used in the present invention, 4 is a light irradiation device, and 5 is irradiated with a composition used in the present invention. The latter polymer film is shown.
First, a polyvinyl phenol (PHS) layer was provided as a sacrificial layer on a silicon wafer substrate (size: 4 × 4 cm) by spin coating (thickness: about 100 nm) ((a) in FIG. 1). Next, the coating solution was spin-coated at 2000 rpm for 60 s to provide a layer made of the composition used in the present invention on the sacrificial layer ((b) of FIG. 1). The layer thickness was 20 nm. The layer made of the composition used in the present invention was irradiated with light having a wavelength of 300 nm for 30 seconds in a vacuum using a light irradiation apparatus ((c) in FIG. 1). Here, a mercury lamp was used as a light source, and exposure was performed through a slide glass. By immersing the obtained polymer thin film in water, the sacrificial layer was dissolved and the polymer thin film was separated ((d) in FIG. 1).
得られたポリマー薄膜は、水面上で安定した状態であった。また、得られたポリマー薄膜は、寸法安定性に優れており、基板の大きさとほぼ同様の大きさであった。
得られたポリマー薄膜の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を図２に示した。図２中、（ａ）は、断面図を、（ｂ）は表面写真を示す。観察は、ポリマー薄膜を多孔質アルミナ基板上に移し替えて行った。ポリマー薄膜の膜厚は約２２(２ｎｍであった。図２（ｂ）より、得られたポリマー薄膜の表面は凹凸のあるアルミナ基板上に移し替えても、破損がないことが確認された。尚、図２（ｂ）においてクラックのように見えるのは、蒸着したプラチナ粒子によるものである。
ポリマー薄膜のサイズは、４ｃｍ×４ｃｍであった。
The obtained polymer thin film was in a stable state on the water surface. Moreover, the obtained polymer thin film was excellent in dimensional stability, and was almost the same size as the substrate.
A scanning electron micrograph (SEM) of the resulting polymer thin film is shown in FIG. In FIG. 2, (a) shows a sectional view and (b) shows a surface photograph. The observation was performed by transferring the polymer thin film onto a porous alumina substrate. The film thickness of the polymer thin film was about 22 (2 nm. From FIG. 2 (b), it was confirmed that there was no damage even when the surface of the obtained polymer thin film was transferred onto an uneven alumina substrate. In FIG. 2B, what looks like a crack is due to the deposited platinum particles.
The size of the polymer thin film was 4 cm × 4 cm.
また、得られたポリマー薄膜について、SIEBIMM法（strain-induced elastic buckling instability measurement method）によって、ヤング率を測定したところ、８００ＭＰａであった。 Further, when the Young's modulus of the obtained polymer thin film was measured by the SIEBIMM method (strain-induced elastic buckling instability measurement method), it was 800 MPa.
実施例２
実施例１において、犠牲層として、ポリビニルフェノール（ＰＨＳ）層を、ポリスチレンスルフォネート（ＰＳＳ）層に代え、他は同様に行った。
実施例１と同様に、水面上で安定した状態であり、寸法安定性に優れており、基板の大きさとほぼ同様の大きさの薄膜が得られた。また、ポリマー薄膜の膜厚は約２２(２ｎｍであった。また、破損がないポリマー薄膜であることが確認された。
Example 2
In Example 1, the polyvinylphenol (PHS) layer was replaced with a polystyrene sulfonate (PSS) layer as the sacrificial layer, and the others were performed in the same manner.
As in Example 1, the film was stable on the water surface, excellent in dimensional stability, and a thin film having a size almost the same as the size of the substrate was obtained. The film thickness of the polymer thin film was about 22 (2 nm. Further, it was confirmed that the polymer thin film was not damaged.
実施例３
実施例１において、犠牲層の溶解を、水に代えてエタノールとし、他は同様に行った。エタノールを用いて犠牲層を溶解すると、ポリマー薄膜が得られた。しかしながら、エタノール中では、得られたポリマー薄膜を安定した状態に保つことが困難であった。すなわち、具体的には、犠牲層除去直後は、ポリマー薄膜は広がった状態で存在しているが、その後に収縮が起こり、結果としてくしゃくしゃに丸まった毬状の凝集物となった。凝集物となった場合、これを再び広げるのは困難であった。
Example 3
In Example 1, the sacrificial layer was dissolved in the same manner as in the case of ethanol instead of water. When the sacrificial layer was dissolved using ethanol, a polymer thin film was obtained. However, it was difficult to keep the obtained polymer thin film in a stable state in ethanol. That is, specifically, immediately after the sacrificial layer was removed, the polymer thin film was present in a spread state, but then contracted, resulting in a crumpled crumpled aggregate. If it became an agglomerate, it was difficult to spread it again.
実施例４
実施例１において、（メタ）アクリル基を２つ有する重合性化合物として、商品名Ｒ２８０を、ユニディック５５００（製造元：大日本インキ製）に代え、他は同様に行った。
Example 4
In Example 1, as a polymerizable compound having two (meth) acryl groups, the trade name R280 was changed to Unidic 5500 (manufacturer: manufactured by Dainippon Ink), and the others were performed in the same manner.
実施例１と同様に、水面上で安定した状態であり、寸法安定性に優れており、基板の大きさとほぼ同様の大きさの薄膜が得られた。また、ポリマー薄膜の膜厚は約２２(２ｎｍであった。また、破損がないポリマー薄膜であることが確認された。 As in Example 1, the film was stable on the water surface, excellent in dimensional stability, and a thin film having a size almost the same as the size of the substrate was obtained. The film thickness of the polymer thin film was about 22 (2 nm. Further, it was confirmed that the polymer thin film was not damaged.
１ 基板
２ 犠牲層
３ 本発明で用いる組成物からなる層
４ 光照射装置
５ ポリマー薄膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007134000A JP5067691B2 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Method for producing polymer thin film and polymer thin film |
| US12/068,246 US20090029137A1 (en) | 2007-05-21 | 2008-02-04 | Method for producing polymer thin film, and polymer thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007134000A JP5067691B2 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Method for producing polymer thin film and polymer thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008285617A JP2008285617A (en) | 2008-11-27 |
| JP5067691B2 true JP5067691B2 (en) | 2012-11-07 |
Family
ID=40145662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007134000A Expired - Fee Related JP5067691B2 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Method for producing polymer thin film and polymer thin film |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090029137A1 (en) |
| JP (1) | JP5067691B2 (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011101837A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Fujifilm Corp | Separation membrane, and method of producing the same |
| JP5426333B2 (en) * | 2009-11-24 | 2014-02-26 | 信越化学工業株式会社 | Hollow structure manufacturing method |
| JP6145982B2 (en) * | 2011-09-26 | 2017-06-14 | 東レ株式会社 | Method for producing composite semipermeable membrane and composite semipermeable membrane |
| TWI625214B (en) * | 2012-08-10 | 2018-06-01 | Lintec Corp | Conductive polymer self-standing film, method of forming the same, and conductive laminate |
| JP6196635B2 (en) * | 2013-01-08 | 2017-09-13 | 富士フイルム株式会社 | Method for producing living polymer on support, block copolymer, microphase separation structure membrane using the same, and method for producing the same |
| EP3020754A4 (en) | 2013-07-10 | 2017-02-01 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Composite layer material, method for manufacturing membrane, and method for manufacturing layered body |
| JP6551641B2 (en) * | 2014-05-21 | 2019-07-31 | 凸版印刷株式会社 | Structure and method of manufacturing structure |
| JP6460658B2 (en) * | 2014-06-27 | 2019-01-30 | 東京応化工業株式会社 | Membrane filter |
| JP6359895B2 (en) | 2014-06-27 | 2018-07-18 | 東京応化工業株式会社 | Membrane filter |
| JP6549869B2 (en) | 2015-03-26 | 2019-07-24 | 東京応化工業株式会社 | Laminated film |
| TWI708684B (en) | 2016-01-14 | 2020-11-01 | 日商東京應化工業股份有限公司 | Manufacturing method of laminated body, and laminated body |
| US10137665B2 (en) | 2016-01-14 | 2018-11-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Method for manufacturing laminate, and laminate |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291850A (en) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | Production of medium for electrophoresis |
| JPH085926B2 (en) * | 1987-07-28 | 1996-01-24 | 第一工業製薬株式会社 | Continuous production method of acrylic polymer gel |
| JPH03157163A (en) * | 1989-11-15 | 1991-07-05 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | Very thin polymer film and its production |
| FR2666092B1 (en) * | 1990-08-23 | 1993-12-03 | Commissariat A Energie Atomique | TWO-DIMENSIONAL ORGANIC MEMBRANES AND THEIR PREPARATION METHODS. |
| TWI323728B (en) * | 2004-08-31 | 2010-04-21 | Ind Tech Res Inst | Polymer film with three-dimensional nanopores and fabrication method thereof |
| DE602007014200D1 (en) * | 2006-04-21 | 2011-06-09 | Riken Wako Shi | METHOD FOR PRODUCING A POLYMER THIN LAYER |
-
2007
- 2007-05-21 JP JP2007134000A patent/JP5067691B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-04 US US12/068,246 patent/US20090029137A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008285617A (en) | 2008-11-27 |
| US20090029137A1 (en) | 2009-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5067691B2 (en) | Method for producing polymer thin film and polymer thin film | |
| US9495991B2 (en) | Method for forming silicon oxide and metal nanopattern's, and magnetic recording medium for information storage using the same | |
| JP5736167B2 (en) | LIGHT EMITTING DEVICE CONTAINING QUANTUM DOT BLOCK COPOLYMER HYBRID AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME | |
| Ofir et al. | Nanoimprint Lithography for Functional Three‐Dimensional Patterns | |
| US9096764B2 (en) | Tunable photonic crystal composition | |
| JP5857014B2 (en) | Curable composition for photoimprint, pattern forming method and pattern | |
| Kang et al. | Emerging low-cost, large-scale photonic platforms with soft lithography and self-assembly | |
| Nakagawa et al. | Selection of di (meth) acrylate monomers for low pollution of fluorinated mold surfaces in ultraviolet nanoimprint lithography | |
| Bao et al. | Near-infrared light-stimulus-responsive film as a sacrificial layer for the preparation of free-standing films | |
| Li et al. | Micropatterning and nanopatterning with polymeric materials for advanced biointerface‐controlled systems | |
| Ito et al. | Organic–Inorganic Hybrid Replica Molds with High Mechanical Strength for Step-and-Repeat Ultraviolet Nanoimprinting | |
| CN111819231B (en) | Structured nanoporous materials, production of structured nanoporous materials and use of structured nanoporous materials | |
| JP2003205568A (en) | Nanoparticle layer laminate | |
| JP2009126904A (en) | Polymer thin film and manufacturing method for it | |
| JP2009018215A (en) | Method of immobilizing core-shell polymer gel particle, and separation agent | |
| KR20120046532A (en) | Anti-biofouling ssq/peg network and method for preparing the same | |
| TW201932519A (en) | Process for transfer imprinting | |
| JP5682824B2 (en) | Method for producing colloidal crystal immobilized with polymer, and colloidal crystal immobilized with polymer | |
| US20240084481A1 (en) | Fabrication technique for hydrogel films containing micropatterned opal structures | |
| KR101075430B1 (en) | Organic Fluorescent Nano-Composites Containing Single Carbon Nano-Particles and Manufacturing Method Thereof | |
| JP5093715B2 (en) | Stamper member for thermo-compression transfer process and functional resin molding for transferring its microstructure | |
| KR20200079494A (en) | Polymer film-metal composite | |
| Wiles et al. | Soft lithography using perfluorinated polyether molds and PRINT technology for fabrication of 3D arrays on glass substrates | |
| JP5584872B2 (en) | Substrate having polymer nanostructure on its surface and method for producing the same | |
| Fozdar et al. | Flash imprint lithography using a mask aligner: a method for printing nanostructures in photosensitive hydrogels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080820 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080822 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120327 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120328 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120518 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120724 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120803 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150824 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5067691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |